(57)【要約】【課題】  構造の簡素化を図ること。【解決手段】  ４枚のブレード１２が連結されたタイロッド１０の上部側に上部ハンドル14が連結され、下部側には下部ハンドル１６を介してカップリングソケット２２が連結され、カップリングソケット２２には落下速度リミッタ１８が連結され、落下速度リミッタ１８の外周側には制御棒案内管４６に沿って摺動可能なガイドブロック２０が一体に形成され、上部ハンドル１４は、タイロッド１０径方向に沿った水平断面における肉厚が一様に形成され、且つ全体が同一の材質のもので構成され、上部ハンドル１４そのものが、制御棒の挿入・引き抜き操作時における各チャンネルボックス２６に対するガイド機構として機能するようになっている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉内に配置された複数の燃料棒収納用チャンネルボックス間に形成される複数の水路のうち各水路が交差する領域に前記チャンネルボックスの軸方向に沿って挿入されるタイロッドと、前記タイロッドを基準に前記タイロッドから前記各水路に沿って放射状に突出されてその内部に複数の反応度制御材を包含する複数のブレードと、前記各水路内を移動可能に形成されて前記タイロッドの上部側に連結された上部支持部材と、前記各水路内を移動可能に形成されて前記タイロッドの下部側と昇降駆動機構に連結される下部支持部材とを備え、前記上部支持部材は、挿入・引き抜き操作時の前記各チャンネルボックスに対するガイド機構として、前記タイロッドの径方向に沿った水平断面における肉厚が一様に形成され、かつ、全体が同一の材質もので構成されてなる沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項２】
請求項１に記載の沸騰水型原子炉用制御棒において、前記上部支持部材は、前記タイロッドの径方向に沿った水平断面における断面厚さが前記各ブレードの前記水平断面における断面厚さと同等もしくは断面厚さよりも厚く構成されてなることを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項３】
原子炉内に配置された複数の燃料棒収納用チャンネルボックス間に形成される複数の水路のうち各水路が交差する領域に前記チャンネルボックスの軸方向に沿って挿入されるタイロッドと、前記タイロッドを基準に前記タイロッドから前記各水路に沿って放射状に突出されてその内部に複数の反応度制御材を包含する複数のブレードと、前記各水路内を移動可能に形成されて前記タイロッドの上部側に連結された上部支持部材と、前記各水路内を移動可能に形成されて前記タイロッドの下部側と昇降駆動機構に連結される下部支持部材とを備え、前記上部支持部材は、挿入・引き抜き操作時の前記各チャンネルボックスに対するガイド機構として、前記タイロッドの径方向に沿った水平断面における肉厚が前記タイロッドの径方向に沿って変化して形成され、かつ、全体が同一の材質もので構成されてなる沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項４】
原子炉内に配置された複数の燃料棒収納用チャンネルボックス間に形成される複数の水路のうち各水路が交差する領域に前記チャンネルボックスの軸方向に沿って挿入されるタイロッドと、前記タイロッドを基準に前記タイロッドから前記各水路に沿って放射状に突出されてその内部に複数の反応度制御材を包含する複数のブレードと、前記各水路内を移動可能に形成されて前記タイロッドの上部側に連結された上部支持部材と、前記各水路内を移動可能に形成されて前記タイロッドの下部側と昇降駆動機構に連結される下部支持部材とを備え、前記上部支持部材は、挿入・引き抜き操作時の前記各チャンネルボックスに対するガイド機構として、前記タイロッドの径方向に沿った水平断面における肉厚が一部変化して形成され、かつ、全体が同一の材質もので構成されてなる沸騰水型原子炉用制御棒
【請求項５】
請求項４に記載の沸騰水型原子炉用制御棒において、前記上部支持部材のうち前記ブレード先端側に対応した領域は、前記タイロッドの径方向に沿った水平断面における断面厚さが他の領域よりも厚く形成されてなることを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項６】
原子炉内に配置された複数の燃料棒収納用チャンネルボックス間に形成される複数の水路のうち各水路が交差する領域に前記チャンネルボックスの軸方向に沿って挿入されるタイロッドと、前記タイロッドを基準に前記タイロッドから前記各水路に沿って放射状に突出されてその内部に複数の反応度制御材を包含する複数のブレードと、前記各水路内を移動可能に形成されて前記タイロッドの上部側に連結された上部支持部材と、前記各水路内を移動可能に形成されて前記タイロッドの下部側と昇降駆動機構に連結される下部支持部材とを備え、前記下部支持部材は、挿入・引き抜き操作時の制御棒案内管に対するガイド機構として、前記制御棒案内管に沿って摺動可能な摺動ガイドブロックを有してなる沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項７】
原子炉内に配置された複数の燃料棒収納用チャンネルボックス間に形成される複数の水路のうち各水路が交差する領域に前記チャンネルボックスの軸方向に沿って挿入されるタイロッドと、前記タイロッドを基準に前記タイロッドから前記各水路に沿って放射状に突出されてその内部に複数の反応度制御材を包含する複数のブレードと、前記各水路内を移動可能に形成されて前記タイロッドの上部側に連結された上部支持部材と、前記各水路内を移動可能に形成されて前記タイロッドの下部側と昇降駆動機構に連結される下部支持部材とを備え、前記上部支持部材は、挿入・引き抜き操作時の前記各チャンネルボックスに対するガイド機構として、前記タイロッドの径方向に沿った水平断面における肉厚が一様に形成され、かつ、全体が同一の材質もので構成されてなり、前記下部支持部材は、挿入・引き抜き操作時の制御棒案内管に対するガイド機構として、前記制御棒案内管に沿って摺動可能な摺動ガイドブロックを有してなる沸騰水型原子炉用制御棒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御棒に係りに、沸騰水型原子炉（軽水炉）の出力を制御するための制御棒に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉は米国のＧＥ社により実用化され、その歴史は数１０年に及ぶが、機器の基本構造は大きく変化していない。例えば、沸騰水型原子炉用制御棒は、１９９６年に発表されたものが現在広く使用されており、中性子吸収材に炭化ホウ素が用いられている（非特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、沸騰水型原子炉用制御棒は、断面が十字形に形成された軸状のタイロッドを備えており、このタイロッドは、原子炉内に配置された複数の燃料棒収納用チャンネルボックス間、例えば、４個のチャンネルボックス間に形成される複数の水路のうち各水路が交差する領域にチャンネルボックスの軸方向に沿って挿入されるようになっている。タイロッドには４枚のブレードが放射状に連結されており、各ブレードはその断面がＵ字型に形成されたステンレス鋼シースと、シース内に収納された複数の反応度制御材から構成されている。タイロッドの上部側にはチャンネルボックス間の各水路を移動可能に形成された上部ハンドルが連結され、タイロッドの下部側には、チャンネルボックス間の水路内を移動可能に形成された下部ハンドルが連結されている。下部ハンドルにはカップリングソケットが連結されており、カップリングソケットは制御棒を昇降駆動するための昇降駆動機構に連結されている。すなわち、制御棒は、昇降駆動機構の昇降駆動により、炉心内への挿入、引き抜きが行われ、様々な運転状態において、制御棒の挿入・引き抜きの状態に応じて、炉心を臨界未満にするとともに、出力分布を調整するようになっている。
【０００４】
制御棒が炉心内に挿入・引き抜きされる過程では、上部ハンドルに設けられた上部ガイドローラがチャンネルボックスの壁面に沿って走行したり、カップリングソケットに連結された落下速度リミッタに設けられた下部ガイドローラが制御棒案内管の壁面に沿って走行することで、制御棒の挿入・引き抜き動作が円滑に行われるようになっている。
【０００５】
【非特許文献１】“Ｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｐｒｏｂｌｅｍ  ｏｆ  Ｒｅａｃｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｒｏｄｓ”，ＤＥＳＩＧＮ，ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ  ＯＦ  ＢＯＲＯＮ−ＣＡＲＢＩＤＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＥＬＥＭＥＮＴＳ  １９６４年ＩＡＥＡ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術においては、制御棒を挿入・引き抜き動作するときのガイド機構として、上部ハンドルに上部ガイドローラを設けるとともに、落下速度リミッタに下部ガイドローラを設けているため、構造の簡素化を図ったり、部品点数を低減したりするには十分ではない。
【０００７】
本発明の課題は、構造の簡素化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、タイロッドの上部側に連結される上部支持部材そのものを挿入・引き抜き操作時の各チャンネルボックスに対するガイド機構とし、また制御棒案内管に沿って摺動可能な摺動ガイドブロックを挿入・引き抜き操作時の制御棒案内管に対するガイド機構としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、構造の簡素化を図ることができるので、信頼性裕度の向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の１実施形態を示す沸騰水型原子炉用制御棒の分解斜視図である。図１において、沸騰水型原子炉用制御棒は、タイロッド１０、４枚のブレード１２、上部ハンドル１４、下部ハンドル１６、落下速度リミッタ１８、ガイドブロック２０、カップリングソケット２２を備えて構成されている。
【００１１】
タイロッド１０は軸状部材として構成され、その断面が十字形に形成されている。このタイロッド１０は、図２に示すように、原子炉内の炉水中に配置されて、複数本の燃料棒２４を収納する燃料棒収納用チャンネルボックス２６間に形成される複数の水路２８のうち各水路２８が交差する領域３０にチャンネルボックス２６の軸方向に沿って挿入されるようになっている。すなわち、タイロッド１０は、４個のチャンネルボックス２６によって１個のセルが構成されたときに、各チャンネルボックス２６で囲まれた領域３０内に挿入されるようになっている。このタイロッド１０には、４枚のブレード１２が放射状（十字状）に連結されており、各ブレード１２は薄肉のステンレス鋼を用いてその断面がＵ字型に形成されたシース３２と、シース３２内に包含された複数本の反応度制御材３４を備えて構成されている。シース３２には水が通過する貫通孔３６が複数個形成されている。
【００１２】
タイロッド１０の上部側には、上部支持部材としての上部ハンドル１４が連結されている。この上部ハンドル１４は、タイロッド１０の上部側に連結されているとともに、各ブレード１２の上部側に連結されている。この上部ハンドル１４は、タイロッド１０の径方向に沿った水平断面における肉厚が一様な板材を用いて形成され、且つ全体が同一の材質のもので構成されている。なお、上部ハンドル１４には支持具を挿入するための挿入孔３８が形成されている。
【００１３】
上部ハンドル１４は、タイロッド１０に連結された状態で、チャンネルボックス２６間の水路２８内をその上下方向に沿って移動可能に形成されており、制御棒の挿入・引き抜き操作時には、上部ハンドル１４そのものが各チャンネルボックス２６に対するガイド機構として機能するようになっている。すなわち、上部ハンドル１４からは、上部ガイドローラなどの回転体が削除されている。
【００１４】
また、上部ハンドル１４を構成するに際しては、タイロッド１０の径方向に沿った水平断面における断面厚さを各ブレード１２のタイロッド１０の径方向に沿った水平断面における断面厚さと同等もしくは断面厚さよりも厚く構成することもできる。
【００１５】
一方、タイロッド１０の下部側には、落下速度リミッタ１８、ガイドブロック２０、カップリングソケット２２とともに下部支持部材を構成する下部ハンドル１６が連結されている。下部ハンドル１６は、上部ハンドル１４と同様に、チャンネルボックス２６間の水路２８内をその上下方向に沿って移動可能に形成されているとともに、タイロッド１０の径方向に沿った水平断面における肉厚が一様に形成され、全体が同一の材質のもので構成されている。下部ハンドル１６の下部側にはカップリングソケット２２が連結されており、カップリングソケット２２の外周側には落下速度リミッタ１８が連結され、落下速度リミッタ１８には複数個のガイドブロック２０が一体となって形成されている。カップリングソケット２２は、図３に示すように、炉心の下部側に配置されて制御棒を昇降駆動するための昇降駆動機構の一要素が構成するカップリングスパット４０のピストン４２に連結されている。またガイドブロック２０は、炉心下部側に配置された炉心支持板４４に連結された制御棒案内管４６の壁面に沿って摺動可能に配置されている。すなわち、落下速度リミッタ１８に一体となって形成されたガイドブロック２０は、制御棒を挿入・引き抜き操作するときの制御棒案内管４６に対するガイド機構として構成されており、下部ガイドローラなどの回転体の代わりに、制御棒案内管４６の壁面に沿って摺動するようになっている。
【００１６】
本実施形態によれば、制御棒を挿入・引き抜き操作するときに、上部ハンドル１４そのものがチャンネルボックス２６に対するガイド機構として機能するとともに、ガイドブロック２０が制御棒案内管４６に対するガイド機構として機能するため、ガイド機構としてガイドローラなどの回転体を設ける必要はなく、構造の簡素化を図ることができるとともに、部品点数を低減することができ、結果として、信頼性裕度の向上に寄与することができる。
【００１７】
また上部ハンドル１４を構成するに際しては、上部ハンドル１４のタイロッド１０の径方向に沿った水平断面における肉厚をタイロッド１０から離れるにしたがって漸次厚く形成する構成を採用することもできる。
【００１８】
また落下速度リミッタ１８に４個のガイドブロック２０を一体に形成するに際しては、図４に示すように、各ガイドブロック２０と制御棒案内管４６の壁面との間に間隙ができるような大きさのものを形成し、制御棒の挿入・引き抜き時に、制御棒の径方向への揺れに伴って、いずれかのガイドブロック２０が制御棒案内管４６の壁面に沿って摺動する構成を採用することもできる。
【００１９】
次に、本発明の他の実施形態を図５および図６にしたがって説明する。本実施形態は、上部ハンドル１４のタイロッド１０の径方向に沿った水平断面における肉厚を一部変化させて形成するに際して、上部ハンドル１４のうち各ブレード１２の先端側に対応した領域にタイロッド１０の径方向に沿った水平断面における断面厚さを他の領域よりも厚く形成したものである。すなわち、上部ハンドル１４のうち各ブレード１２先端側に対応した領域に突起４８を膨出形成したものである。上部ハンドル１４には４個の突起４８がその両面側からチャンネルボックス２６側に向かって膨出形成されている。各突起４８は上部ハンドル１４と同一の材質のものを用いて一体となって形成されており、制御棒が挿入・引き抜き操作する過程で、各突起４８がチャンネルボックス２６に対するガイド機構の一要素を構成するようになっている。
【００２０】
すなわち、本実施形態においては、制御棒の挿入・引き抜き時に、制御棒がその径方向に沿って揺れるときに、上部ハンドル１４本体がチャンネルボックス２６に接触する前に、突起４８がチャンネルボックス２６の壁面に接触し、突起４８がチャンネルボックス２６の壁面に沿って摺動することになる。
【００２１】
本実施形態によれば、制御棒を挿入・引き抜き操作するときに、上部ハンドル１４と突起４８がチャンネルボックス２６に対するガイド機構として機能するとともに、ガイドブロック２０が制御棒案内管４６に対するガイド機構として機能するため、ガイド機構としてガイドローラなどの回転体を設ける必要はなく、構造の簡素化を図ることができるとともに、部品点数を低減することができ、結果として、信頼性裕度の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態を示す制御棒の分解斜視図である。
【図２】制御棒をチャンネルボックス間に挿入したときの状態を説明するための要部断面図である。
【図３】下部支持部材と制御棒案内管との関係を説明するための要部断面図である。
【図４】ガイドブロックと落下速度リミッタの構成を説明するための要部断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態における制御棒をチャンネルボックス間に挿入したときの状態を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  タイロッド
１２  ブレード
１４  上部ハンドル
１６  下部ハンドル
１８  落下速度リミッタ
２０  ガイドブロック
２２  カップリングソケット
２４  燃料棒
２６  チャンネルボックス
２８  水路
３４  反応度制御材
４６  制御棒案内管
４８  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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